食品冷加工第二節(jié)

1、第二節(jié) 食品凍結(jié)裝置食品凍結(jié)的方法和裝置種類很多，按冷卻介質(zhì)與食品接觸的方式可將食品凍結(jié)裝置分為空氣凍結(jié)裝置、間接接觸凍結(jié)裝置和直接接觸凍結(jié)裝置三大類。一、 空氣凍結(jié)裝置空氣凍結(jié)法利用冷空氣作為食品的冷凍介質(zhì)，以自然對流或強(qiáng)制對流的方式與食品進(jìn)行換熱。由于空氣資源豐富，無任何毒副作用，其熱力學(xué)性質(zhì)早已為人們所熟知，所以，用空氣做介質(zhì)進(jìn)行凍結(jié)是目前我國應(yīng)用最廣泛的一種凍結(jié)方法，其凍結(jié)設(shè)備的型式也很多。空氣凍結(jié)裝置的缺點(diǎn)是由于空氣的導(dǎo)熱性差，與食品間的換熱系數(shù)小，故所需的凍結(jié)時間較長?？諝鈨鼋Y(jié)裝置有隔架式凍結(jié)裝置、隧道式凍結(jié)裝置、螺旋式凍結(jié)裝置和流化床凍結(jié)裝置等幾類。（一）隔架式凍結(jié)裝置隔架式凍結(jié)

2、裝置是一種間歇操作的凍結(jié)設(shè)備，其凍結(jié)室往往是箱式或房間式，內(nèi)有蒸發(fā)排管制成的隔架，室溫一般為-18-25。這種凍結(jié)裝置在操作時將食品盛裝于料盤中，放在隔架上，然后進(jìn)行凍結(jié)，當(dāng)凍結(jié)完成時，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)并卸貨。在凍結(jié)過程中，冷空氣靠自然對流（流速為0.030.12m/s）或利用送風(fēng)機(jī)來攪動空氣（流速為12m/s）來與食品進(jìn)行熱交換。圖5-2-1為隔架式凍結(jié)間示意圖。 此類凍結(jié)裝置設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、使用維護(hù)方便、費(fèi)用低。缺點(diǎn)是凍結(jié)速度緩慢，一般冷空氣自然循環(huán)的要3672h，冷空氣強(qiáng)制循環(huán)的要2048h；此類設(shè)備的操作方式為間歇操作，勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，另外設(shè)備的冷負(fù)荷也不均勻。（二）隧道式凍結(jié)裝置隧

3、道式凍結(jié)裝置可以進(jìn)行連續(xù)或半連續(xù)的凍結(jié)生產(chǎn)，早期的凍結(jié)隧道采用了冷空氣強(qiáng)制循環(huán)的供冷方式，后來“隧道”這一名詞擴(kuò)大到了所有的空氣強(qiáng)制循環(huán)供冷的凍結(jié)裝置，而無論其是否具有隧道的形狀。根據(jù)食品在凍結(jié)時的傳輸方式，隧道式凍結(jié)設(shè)備可分為傳送帶式、吊籃式、推盤式凍結(jié)裝置等幾種。 l.傳送帶式凍結(jié)裝置傳送帶式凍結(jié)裝置式典型的隧道式凍結(jié)設(shè)備，由蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、傳送帶及包圍在它們外面的隔熱殼體構(gòu)成，見圖5-2-1和圖5-2-2。此類凍結(jié)裝置中，食品的承載及傳輸部件是傳送帶，它有網(wǎng)帶和鏈?zhǔn)絺魉蛶煞N，傳送帶不同，凍結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)型式略有不同。傳送帶式凍結(jié)隧道可用于凍結(jié)塊狀食品(如整魚或魚片)、剔骨肉、肉制品、果醬及

4、其它包裝或散裝食品等。圖5-2-2中的凍結(jié)裝置的傳送帶為不銹鋼網(wǎng)帶。帶減速器的調(diào)速電機(jī)通過鏈傳動驅(qū)動主動輪，使不銹鋼網(wǎng)帶向前運(yùn)動。食品置于網(wǎng)帶上，隧道設(shè)有冷風(fēng)機(jī)，根據(jù)食品在隧道里所處的位置不同，冷空氣循環(huán)的方式可以設(shè)計成順流、逆流和混流等幾種型式。網(wǎng)帶的上下兩面可采用同樣的冷空氣循環(huán)方式，也可在網(wǎng)帶下部設(shè)一蒸發(fā)排管制成的冷凍板與食品換熱（圖5-2-2即為此種裝置）。一般冷凍板的溫度為-40左右，冷空氣的溫度為-35左右，在此條件下，厚15mm的食品凍結(jié)時間約為12min；厚40mm的食品凍結(jié)時間為41min。凍結(jié)不同的食品可以靠調(diào)節(jié)傳送帶的速度來得到不同的凍結(jié)時間。圖5-2-3所示為鏈?zhǔn)絺魉偷?/p>

5、凍結(jié)隧道，其傳輸系統(tǒng)為兩條平行工作的液壓驅(qū)動鏈?zhǔn)絺魉蛶АＪ称肥⒀b在凍結(jié)盤中，凍結(jié)盤具蓋，盤蓋能自動開關(guān)，為了產(chǎn)生必要的擠壓力，并考慮到產(chǎn)品在凍結(jié)過程中的膨脹，盤蓋還富有一定的彈性。盤的外部加上了翅片以強(qiáng)化換熱。工作時，由裝卸設(shè)備將凍結(jié)盤推上傳送帶并合蓋，液壓傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動傳送帶逐步向前移動，使凍結(jié)盤通過驅(qū)動室A進(jìn)入水分分離室B。在分離室內(nèi)，由于上一工作周期的融霜操作而粘附在盤子外面的大部分水被去除，剩余的水分則結(jié)成冰，保證水分不被帶入凍結(jié)間C和D內(nèi)，以免蒸發(fā)器結(jié)霜。食品的凍結(jié)過程是在凍結(jié)間C和D內(nèi)進(jìn)行的，軸流風(fēng)機(jī)吸入經(jīng)板片式蒸發(fā)器冷卻的冷空氣，向凍結(jié)盤壓送。為加速凍結(jié)過程，并保證食品降溫的均勻性

6、，在各個凍結(jié)間內(nèi)，氣流流過盤子的方向互為反向。凍結(jié)盤到達(dá)轉(zhuǎn)向裝置時，改變運(yùn)動方向，隨后返回裝卸設(shè)備。此時，凍結(jié)盤自動脫出鏈條卡扣，在除霜裝置上經(jīng)過熱蒸汽加熱或溫水浸漬后，被送至端部位置并翻轉(zhuǎn)，盤蓋自動打開，食品凍塊落在輸送帶上，傳輸?shù)桨b工位。該裝置的特點(diǎn)是投資費(fèi)用較低，通用性強(qiáng)；自動化程度較高。其蒸發(fā)溫度為-41，空氣平均流速為9.5m/S。對于中等大小的青魚，在進(jìn)貨溫度5 和熱中心溫度為-25的條件下，平均凍結(jié)能力為30t/d。2.吊籃式連續(xù)凍結(jié)裝置吊籃式連續(xù)凍結(jié)裝置目前主要用于家禽等食品的凍結(jié)，其結(jié)構(gòu)如圖5-2-4所示。家禽宰殺晾干后，用塑料袋包裝，裝入吊籃中，吊籃上傳送鏈，由進(jìn)料口輸送

7、到凍結(jié)間內(nèi)，用冷風(fēng)吹約lOmin,使家禽表面快速冷卻，達(dá)到色澤定型的效果。然后進(jìn)入噴淋間，用-24左右的乙醇溶液（濃度約4050，由離心泵泵送）噴淋56min，使家禽表面層快速凍結(jié)。接著回到凍結(jié)間，在連續(xù)運(yùn)行過程中，從不同的角度受到風(fēng)吹，使家禽各處溫度均勻下降。凍結(jié)過程結(jié)束后，吊籃到達(dá)卸料口卸料。凍結(jié)間的冷風(fēng)由落地式冷風(fēng)機(jī)組供給，冷風(fēng)機(jī)組的蒸發(fā)器為干式翅片排管，配軸流風(fēng)機(jī)若干臺。傳送鏈采用可拆鏈，鏈速由凍品的凍結(jié)時間和生產(chǎn)能力確定，一般為0.41.2mmin。吊籃式連續(xù)凍結(jié)隧道的特點(diǎn)是：機(jī)械化程度高，減輕了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，凍結(jié)速度塊、凍品各部位降溫均勻，色澤好，質(zhì)量高；主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)

8、不緊湊、占地面積較大，風(fēng)機(jī)耗能高，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差。3.推盤式連續(xù)凍結(jié)隧道 這種裝置主要用于凍結(jié)果蔬、蝦、肉類副食品和小包裝食品等。其結(jié)構(gòu)如圖5-2-5所示，由隔熱隧道室、冷風(fēng)機(jī)、液壓傳動機(jī)構(gòu)、凍結(jié)盤的推進(jìn)和提升設(shè)備構(gòu)成。盛裝食品的凍結(jié)盤在貨盤入口處由液壓推盤機(jī)構(gòu)推入隧道，每次同時進(jìn)盤兩只，凍結(jié)盤到達(dá)第一層軌道的末端后，被提升裝置升到第二層軌道，在此過程中，凍品被冷風(fēng)機(jī)強(qiáng)烈吹風(fēng)換熱，不斷地降溫，凍結(jié)后經(jīng)出口推出。凍結(jié)盤推進(jìn)設(shè)備的推頭裝置如圖5-2-6所示。凍結(jié)盤底部焊有兩條扁鋼，承放在兩道扁鐵組成的滑軌上，每對滑軌有兩個推動裝置。在液壓系統(tǒng)的作用下，推頭頂住盤底的扁鋼，將凍結(jié)盤向前推進(jìn)。當(dāng)推頭后退復(fù)

9、位時，被凍結(jié)盤后端的扁鋼壓下，滑過后，由于偏心作用，推頭自動抬起，復(fù)位并進(jìn)入推進(jìn)狀態(tài)。通過推頭的反復(fù)動作，凍結(jié)盤便向前移動。通過時間繼電器控制液壓系統(tǒng)的電磁閥可改變傳送速度，以調(diào)整食品的凍結(jié)時間，一般可調(diào)范圍為4060min。這種凍結(jié)裝置可以根據(jù)具體情況做成多層或多排輸送結(jié)構(gòu)。推盤式連續(xù)凍結(jié)隧道的特點(diǎn)是：連續(xù)生產(chǎn)，凍結(jié)速度較快；構(gòu)造簡單、造價低；設(shè)備緊湊，隧道空間利用較充分。（三）螺旋式凍結(jié)裝置螺旋式凍結(jié)裝置是一種高效的多用途設(shè)備，既適合一些無包裝食品的單體凍結(jié)（如餃子、燒賣、貝類、果蔬及湯圓、魚丸等），也適合于有包裝的食品凍結(jié)（如冰淇淋的硬化）。該裝置實(shí)際上是一種特殊的多層帶式隧道凍結(jié)裝置，

10、它是把由活動扣環(huán)組成的不銹鋼網(wǎng)帶做成了一個曲面，圍繞著中心轉(zhuǎn)筒，重疊纏繞成1530層的螺旋帶式系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5-2-7所示。 這種裝置由轉(zhuǎn)筒、蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、傳送帶及一些附屬設(shè)備等組成。其主體部分為一個液壓傳動的中心轉(zhuǎn)筒，靠摩擦力帶動傳送帶隨著轉(zhuǎn)筒一起運(yùn)動。傳送帶的螺旋升角約為2°，由于轉(zhuǎn)筒的直徑較大，所以傳送帶接近于水平，食品或凍結(jié)盤不會下滑。 被凍結(jié)的食品可直接放在傳送帶上，也可采用凍結(jié)盤，食品隨傳送帶進(jìn)入凍結(jié)裝置后，由下盤旋而上，冷風(fēng)則由上向下呈豎向流動，與食品逆向?qū)α鲹Q熱，提高了凍結(jié)速度，與空氣橫向流動相比，凍結(jié)時間可縮短30左右。食品在傳送過程中逐漸凍結(jié)，凍好的食品從

11、出料口卸出。裝置還配有傳送帶的清洗和吹干系統(tǒng)，供凍結(jié)無包裝食品時使用。 螺旋式凍結(jié)裝置占地面積小（其占地面積僅為一般水平輸送帶面積的25）、可連續(xù)化生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高，可以方便地調(diào)節(jié)凍結(jié)時間，凍結(jié)產(chǎn)品質(zhì)量好；該裝置的缺點(diǎn)是，在小批量、間歇式生產(chǎn)時，耗電量大，成本較高。（四）流化床凍結(jié)裝置食品流態(tài)化凍結(jié)裝置的工作原理是用一股高速冷空氣向上吹顆粒食品，顆粒食品被吹起并懸浮在氣流中，顆粒間相互碰撞、混和，使顆粒暴露在冷氣流中，迅速地凍結(jié)。采用這種方法凍結(jié)食品時，由于高速冷氣流的包圍，強(qiáng)化了食品冷卻、凍結(jié)的過程，有效傳熱面積較正常凍結(jié)狀態(tài)大3.512倍，換熱強(qiáng)度也大大提高，從而大大縮短了凍結(jié)時間。該裝置

12、具有凍結(jié)速度快、凍結(jié)產(chǎn)品質(zhì)量好、耗能低和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，適合于凍結(jié)球狀、圓柱狀、片狀及塊狀顆粒食品，尤其適合于果蔬產(chǎn)品的單體快速凍結(jié)加工。流化床凍結(jié)裝置通常由物料傳送系統(tǒng)、冷風(fēng)系統(tǒng)、除霜系統(tǒng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成。而按其機(jī)械傳送方式可分為：斜槽式流態(tài)化凍結(jié)裝置；帶式流態(tài)化凍結(jié)裝置（其中又可分為一段帶式和兩段帶式流態(tài)化凍結(jié)裝置）；振動流態(tài)化凍結(jié)裝置（其中包括往復(fù)振動和直線振動流態(tài)化凍結(jié)裝置）。1. 斜槽式流態(tài)化凍結(jié)裝置 斜槽式流態(tài)化凍結(jié)裝置也稱盤式流態(tài)化凍結(jié)裝置，如圖5-2-8所示，這種凍結(jié)裝置沒有傳送帶，顆粒食品在一塊固定的多孔底板(稱為槽或盤)上靠穿過多孔底板的冷空

13、氣的力量移動，槽的進(jìn)口稍高于出口，以便食品可借助風(fēng)力自動向前移動，凍結(jié)的食品由出料口的滑槽連續(xù)排出。在斜槽式流態(tài)化凍結(jié)裝置中，產(chǎn)品層的厚度可達(dá)到120150mm，雖然厚度增加可使凍結(jié)量提高，但風(fēng)機(jī)的能量消耗也將過多。產(chǎn)品層的厚度，凍結(jié)時間和凍結(jié)產(chǎn)量，均可通過改變進(jìn)料速度和排出堰的高度來調(diào)節(jié)。該裝置的蒸發(fā)溫度在-40以下，垂直同上的風(fēng)速為68ms，凍品間風(fēng)速為1.55m/s。凍結(jié)時間一般為510min。斜槽式流態(tài)化凍結(jié)裝置的主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡單、成本低；凍結(jié)速度快，凍品降溫均勻，質(zhì)量好。2. 一段帶流態(tài)化凍結(jié)裝置 一段帶流態(tài)化凍結(jié)裝置與斜槽式凍結(jié)裝置不同，在該裝置中產(chǎn)品是靠傳送帶輸送，而不是借助氣

14、動來通過凍結(jié)間的，見圖5-2-9。食品首先經(jīng)過脫水振蕩器去除表面的水分，然后隨進(jìn)料帶進(jìn)入流態(tài)化區(qū)域，此區(qū)域的流態(tài)化程度較高，食品懸浮在高速的氣流中，從而避免了食品間的相互粘結(jié)。待到食品表面凍結(jié)后，經(jīng)勻料棒均勻物料，到達(dá)半流態(tài)化區(qū)域，此時僅維持最小的流態(tài)化程度，使食品進(jìn)一步降溫凍結(jié)。凍結(jié)好的食品最后從出料口排出。與斜槽式流態(tài)化凍結(jié)裝置相比較，該裝置允許凍結(jié)的食品種類更多、產(chǎn)量范圍更大；由于顆粒之間摩擦強(qiáng)度小，因此易碎食品通過凍結(jié)間時損傷較小；但由于食品厚度較小、凍結(jié)時間較長，所以單位面積的凍結(jié)量較斜槽式流態(tài)化凍結(jié)裝置小。3. 兩段帶式流態(tài)化凍結(jié)裝置 該裝置將食品的凍結(jié)分為前后兩個區(qū)段，分別由兩段

15、傳送帶輸送食品，除傳送帶外，其它結(jié)構(gòu)與一段帶式流態(tài)化凍結(jié)裝置基本相同；第一段傳送帶為表層凍結(jié)區(qū)，功能相當(dāng)于一段式的流態(tài)化區(qū)域；第二段傳送帶為深溫凍結(jié)區(qū)，功能與一段式的半流態(tài)化區(qū)域相同。兩段傳送帶間有一高度差，當(dāng)凍品由第一段落到第二段時，因相互沖撞而有助于避免彼此粘結(jié)。與一段帶式凍結(jié)裝置相比，兩段式系統(tǒng)更適合于大而厚的產(chǎn)品，如肉制品、魚塊、肉片、草莓等；上層帶子的移動速度可比下層帶子的快三倍，這樣，上層帶子上的產(chǎn)品層較薄，再加上該段的氣流速度也較高，從而防止了食品顆粒粘結(jié)；4.往復(fù)振動式流態(tài)化凍結(jié)裝置 圖5-2-10為國產(chǎn)往復(fù)振動式流態(tài)化凍結(jié)裝置。其主體部分為一帶孔不銹鋼鋼板，在連桿機(jī)構(gòu)帶動下作

16、水平往復(fù)式振動。鋼板厚23mm，孔徑3mm，孔距8mm，每500mm長度上為一孔群，間隔2Omm，以增強(qiáng)流化床的強(qiáng)度。脈動旁通機(jī)構(gòu)為一旋轉(zhuǎn)風(fēng)門，可按一定的角速度旋轉(zhuǎn)，使通過流化床和蒸發(fā)器的氣流量時增時減(約1015)，因而可以調(diào)節(jié)到適于各種食品的脈動旁通氣流量，以實(shí)現(xiàn)最佳流態(tài)化。裝置運(yùn)行時，食品首先進(jìn)入預(yù)冷設(shè)備，表面水分被吹干，表面硬化，避免了相互間的粘連。進(jìn)入流化床后，凍品受鋼板振動和氣流脈動的雙重作用。冷氣流與凍品充分混合，實(shí)現(xiàn)了完全的流態(tài)化。凍品被包圍在強(qiáng)冷氣流中，時起時伏，像流體般向前傳送，確保了快速的凍結(jié)。這種方式消除了溝流和物料跑偏現(xiàn)象，使冷量得到充分有效的利用。流態(tài)化凍結(jié)裝置適用

17、于凍結(jié)球狀、圓柱狀、片狀、塊狀顆粒食品，尤其適于果蔬類單體食品的凍結(jié)。二、 間接接觸凍結(jié)裝置間接接觸凍結(jié)法指的是把食品直接放在由制冷劑（或載冷劑）冷卻的金屬板、盤、帶或其他冷壁上，與金屬表面接觸進(jìn)行熱交換。間接接觸凍結(jié)法由于直接接觸換熱，與空氣凍結(jié)法相比，具有熱效率高、凍結(jié)時間短的特點(diǎn)，同時供冷不采用冷風(fēng)機(jī)，可顯著地節(jié)約能源。該法適宜凍結(jié)形狀規(guī)則的產(chǎn)品。間接接觸凍結(jié)裝置有三種主要類型：平板式凍結(jié)裝置、鋼帶式凍結(jié)裝置和回轉(zhuǎn)式凍結(jié)裝置。（一） 平板式凍結(jié)裝置平板凍結(jié)裝置的主體是一組空心鋼質(zhì)或鋁合金平板，平板用柔性耐壓膠管與冷凍裝置連接，將制冷劑引入平板內(nèi)。工作時將食品放在兩相鄰的平板間，借助油壓系

18、統(tǒng)使平板與食品緊密接觸換熱。金屬平板具有良好的導(dǎo)熱性能，當(dāng)接觸壓力為730kPa時，傳熱系數(shù)可達(dá)93120W/（m2K）。 平板凍結(jié)裝置的特點(diǎn)如下： 1）對厚度小于50mm的食品來說，凍結(jié)速度快、干耗小，凍品質(zhì)量高； 2）在相同的凍結(jié)溫度下，它的蒸發(fā)溫度可比吹風(fēng)式凍結(jié)裝置提高58，而且不用配置風(fēng)機(jī)，電耗比吹風(fēng)式減少3050； 3）可在常溫下工作，改善了勞動條件； 4）占地少，節(jié)約了土建費(fèi)用，建設(shè)周期也短。 平板凍結(jié)裝置的缺點(diǎn)是：厚度超過90mm以上的食品不能使用；未實(shí)現(xiàn)自動化裝卸的裝置仍需要較大的勞動強(qiáng)度。根據(jù)平板的工作位置，平板式凍結(jié)裝置可分為臥式和立式兩種。1. 臥式平板凍結(jié)裝置 臥式平板

19、凍結(jié)裝置普遍用于凍結(jié)長方體的或尺寸規(guī)則的產(chǎn)品。根據(jù)裝置的操作方式和機(jī)械化程度，這種裝置又可分為間歇式和連續(xù)式兩種；（1）間歇臥式平板凍結(jié)裝置 如圖5-2-11所示，平板設(shè)在一個隔熱層很厚的箱體內(nèi)，箱體的一側(cè)或相對的兩側(cè)有門。一般有616塊平板，平板間距由液壓升降裝置來調(diào)節(jié)，凍結(jié)平板上升時，兩板最大間距可達(dá)130mm，下降時，兩板間距視食品凍結(jié)盤的高度而定。如不使用凍結(jié)盤，為了防止食品變形和壓壞，可在平板之間放入與食品厚度相同限位塊。凍結(jié)時，先將凍結(jié)平板升至最大間距。把食品放入，再降下上面的凍結(jié)平板，壓緊食品。依次操作，直至把凍盤放進(jìn)各層凍結(jié)平板中為止。然后供液降溫，進(jìn)行凍結(jié)。 間歇臥式平板凍結(jié)

20、裝置的主要缺點(diǎn)是裝卸需要勞動力多，操作時有停工期(每個周期1030min)；(2)連續(xù)臥式平板凍結(jié)裝置 如圖5-2-12所示,食品裝入凍結(jié)盤并自動蓋上蓋后，隨傳送帶向前移動，并由壓緊機(jī)構(gòu)對凍結(jié)盤進(jìn)行預(yù)壓縮，最后，凍結(jié)盤被升降機(jī)提升到推桿前面，由推桿5推入最上層的兩塊平板間。當(dāng)這兩塊平板之間填滿凍結(jié)盤時，再推入一塊，則位于最右面的那個凍結(jié)盤將由降低凍結(jié)盤裝置送到第二層平板的右邊緣，然后被推桿8推入第二層平板之間。如此不斷反復(fù)，直至全部平板間均裝滿凍結(jié)盤時，液壓裝置壓緊平板，進(jìn)行凍結(jié)。凍結(jié)完畢，液壓裝置松開平板，推桿5繼續(xù)推入凍結(jié)盤，此時，位于最低層平板間最左側(cè)的凍結(jié)盤則被推桿8推上卸貨傳送帶，在

21、此蓋從凍結(jié)盤上分離，并被送到起始位置，而凍結(jié)盤經(jīng)翻轉(zhuǎn)裝置翻轉(zhuǎn)后，食品從凍結(jié)盤中分離出來，經(jīng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)再次翻轉(zhuǎn)后，凍結(jié)盤由升降機(jī)送到起始位置，重新裝貨，如此重復(fù)，直至全部凍結(jié)貨盤卸貨完畢時，平板間又填滿了未凍結(jié)的產(chǎn)品，再進(jìn)行第二次凍結(jié)。除凍結(jié)盤裝貨外，所有操作都是按程序自動完成的。臥式平板凍結(jié)裝置主要用于凍結(jié)分割肉、肉副產(chǎn)品、魚片、蝦及其它小包裝食品的快速凍結(jié)。2. 立式平板凍結(jié)裝置立式平板凍結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)原理與臥式平板凍結(jié)裝置相似，只是凍結(jié)平板垂直排列，如圖5-2-13所示。該裝置在工作時凍品可直接倒入平板間進(jìn)行凍結(jié)，便于機(jī)械化操作，可節(jié)省大量勞動力；同時由于省略了儲存和處理凍結(jié)盤的裝置，大大地縮

22、小了占用空間。但不如臥式的靈活，一般只能生產(chǎn)一種厚度的塊狀產(chǎn)品。凍結(jié)結(jié)束后，凍品脫離平板的方式有多種，分上進(jìn)上出、上進(jìn)下出和上進(jìn)旁出等。平板的移動、凍品的升降和推出等動作，均由液壓系統(tǒng)驅(qū)動和控制。平板間裝有定距螺桿，用以限制兩平板間的距離。 立式平板凍結(jié)裝置最適用于散裝凍結(jié)無包裝的塊狀產(chǎn)品，如整魚、剔骨肉和內(nèi)臟，但也可用于包裝產(chǎn)品。 3.平板式凍結(jié)裝置的使用 使用平板凍結(jié)裝置時，應(yīng)注意使食品或貨盤都必須與平板接觸良好，并控制好二者之間的接觸壓力。壓力越大，平板與食品的接觸越好，傳熱系數(shù)越大。平板與食品之間若接觸不良，會產(chǎn)生很大的接觸熱阻，凍結(jié)速度大為降低。當(dāng)食品因與平板接觸不良而只有單面凍結(jié)時

23、，其凍結(jié)時間為上下兩面均接觸良好時的34倍。為了提高凍結(jié)效率，操作使用時需注意以下問題：1） 產(chǎn)品應(yīng)該是熱的良導(dǎo)體，如魚、肉、果醬或蔬菜；2） 產(chǎn)品應(yīng)具有規(guī)則的形狀，如有兩個平坦的平行表面，或者在受壓后能變成這種形狀；3） 包裝應(yīng)很好地充實(shí)，沒有空隙；4） 裝載用的盤子表面平坦；5） 平板表面應(yīng)干凈，沒有雜物或霜、冰等殘渣。如平板上凍結(jié)一層冰，就會使凍結(jié)時間延長3660。6） 食品與冷表面間的接觸壓力對傳熱系數(shù)影響也很大，當(dāng)接觸壓力從0增大到2.9Ncm2時，傳熱系數(shù)可以從23W（m2.K）增大到122W/（m2.K），而凍結(jié)時間從3.9h減少到1.7h。接觸壓力不能太大，否則將擠碎凍品，破壞

24、凍品的品質(zhì)。因此，對于不同的凍品，應(yīng)選擇最佳的接觸壓力。（二）鋼帶式凍結(jié)裝置如圖5-2-14所示，鋼帶式凍結(jié)裝置有一條環(huán)狀的厚約1mm的不銹鋼傳送帶，承載著食品穿過凍結(jié)室。在凍結(jié)室內(nèi)，采用由鋼帶的下方向鋼帶噴射-35-40的氯化鈣鹽水或丙二醇溶液，或使鋼帶滑過固定的冷卻面（蒸發(fā)器）的方法使食品降溫，同時，凍結(jié)室上部可裝有冷風(fēng)機(jī)，用冷風(fēng)補(bǔ)充冷量，冷風(fēng)的溫度約40，冷風(fēng)的方向可與食品平行、垂直、順向或逆向。傳送帶移動速度可根據(jù)凍結(jié)時間進(jìn)行調(diào)節(jié)。因為產(chǎn)品只有一邊接觸金屬表面，食品層以較薄為宜。鋼帶室凍結(jié)裝置凍結(jié)速度較快，凍結(jié)2025mm厚的食品約需30min，而15mm厚的只需12min。鋼帶式凍結(jié)

25、裝置適于凍結(jié)魚片、調(diào)理食品及某些糖果類食品等。該裝置能在帶長方向上將凍結(jié)室分成幾個溫區(qū)操作以適應(yīng)不同食品的凍結(jié)工藝要求；同其它間接接觸式凍結(jié)裝置相比，鋼帶式凍結(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；可通過改變帶長和帶速大幅度地調(diào)節(jié)產(chǎn)量；缺點(diǎn)是占地面積較大。（三）圓筒型凍結(jié)裝置圓筒型凍結(jié)裝置主體為一個圓筒，由不銹鋼制成，在其內(nèi)表面或外表面凍結(jié)產(chǎn)品，凍結(jié)后的產(chǎn)品從圓筒表面連續(xù)地刮除，能得到較高的凍結(jié)速度。該類裝置如在外表面凍結(jié)產(chǎn)品，圓筒設(shè)計成可旋轉(zhuǎn)的型式，稱為回轉(zhuǎn)式凍結(jié)器；在圓筒內(nèi)表面凍結(jié)產(chǎn)品，圓筒一般固定不動，最典型的是冰淇淋凝凍機(jī)。圓筒型凍結(jié)裝置通常用于凍結(jié)液體產(chǎn)品，回轉(zhuǎn)式凍結(jié)器也可用于凍結(jié)魚片、塊肉、蝦片

26、、菜泥等食品。 1. 回轉(zhuǎn)式凍結(jié)器 如圖5-2-15所示，回轉(zhuǎn)式凍結(jié)器的圓筒式臥式的，其外壁為凍結(jié)表面，內(nèi)壁之間的空間供制冷劑直接蒸發(fā)或供載冷劑流過換熱，制冷劑或載冷劑由空心軸一端輸人筒內(nèi)，從另一端排出。凍結(jié)固體的食品時，凍品呈散開狀由入口被送到轉(zhuǎn)筒的表面，由于轉(zhuǎn)筒表面溫度很低，食品立即粘在上面，進(jìn)料傳送帶再給凍品稍施加壓力，使它與回轉(zhuǎn)筒表面接觸的更好；凍結(jié)液體的食品時，裝置的結(jié)構(gòu)略有不同，一般將圓筒的一部分沉浸在液態(tài)食品的料槽內(nèi)，圓筒回轉(zhuǎn)即可形成凍層。轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速根據(jù)凍結(jié)食品所需時間調(diào)節(jié)，每轉(zhuǎn)一分鐘至幾分鐘。轉(zhuǎn)筒回轉(zhuǎn)一周，完成食品的凍結(jié)過程，凍結(jié)食品轉(zhuǎn)到刮刀處被刮下，刮下的食品由傳送帶輸送到包

27、裝生產(chǎn)線。該裝置的特點(diǎn)是：占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，連續(xù)凍結(jié)生產(chǎn)效率高；凍結(jié)時間短，干耗小，保證了產(chǎn)品的物理和化學(xué)穩(wěn)定性。2. 冰淇淋連續(xù)凝凍機(jī)冰淇淋連續(xù)凝凍機(jī)是一種用于冰淇淋生產(chǎn)的連續(xù)凍結(jié)器，它既可以凍結(jié)流質(zhì)物料，也可以在物料中混入空氣，形成冰淇淋一定的膨脹率。該凝凍機(jī)由機(jī)座、凝凍筒、物料進(jìn)料系統(tǒng)、空氣進(jìn)入系統(tǒng)、冰淇淋泵、制冷系統(tǒng)、融霜系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成，其結(jié)構(gòu)如圖5-2-16所示。該機(jī)的主體是凝凍筒，凝凍筒為一夾套式金屬圓筒，內(nèi)膽由硬質(zhì)鉻鎳合金鋼制成，內(nèi)壁經(jīng)過精磨，內(nèi)有主軸，旋轉(zhuǎn)攪拌器和不銹鋼刮刀一起安裝在主軸上。旋轉(zhuǎn)攪拌器中空，在長度方向上具孔，空氣由此摻入冰淇淋；兩片不銹鋼刮刀相向安

28、裝，在主軸旋轉(zhuǎn)時，借助于離心力，可以緊貼鋼管內(nèi)壁，將凍結(jié)于內(nèi)壁的冰淇淋刮下。制冷劑在夾套內(nèi)蒸發(fā)，完成與物料的熱交換。夾套與外殼之間為絕熱層?；旌衔锪贤ㄟ^凝凍筒約需14min。 為了實(shí)現(xiàn)空氣與物料的混和，可用一臺空氣壓縮機(jī)將過濾后的空氣壓入，空氣壓力根據(jù)冰淇淋的類型和產(chǎn)量控制在1.376.9×105Pa；也可用混和供料泵同時吸入空氣。冰淇淋連續(xù)凝凍機(jī)帶有加熱融霜系統(tǒng)，當(dāng)凝凍筒內(nèi)物料由于操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐蓴嚢杵髦鬏S凍結(jié)，或者需要停車進(jìn)行清洗時，斷開攪拌器和壓縮機(jī)馬達(dá)電源，打開加熱融霜電磁開關(guān)，并開啟手動閥門，就可以進(jìn)行加熱融霜，對筒內(nèi)物料進(jìn)行解凍。冰淇淋連續(xù)凝凍機(jī)制冷系統(tǒng)采用直接蒸發(fā)式制

29、冷，蒸發(fā)溫度應(yīng)保持在-30，允許波動幅度為±0.5。由于機(jī)械的限制及其它方面的原因，冷凝器的冷凝面積設(shè)計得較小，在操作時要求較低的冷卻水溫或充足的冷卻水量。三、直接接觸凍結(jié)裝置 直接接觸凍結(jié)法是使被凍結(jié)食品(包裝或不包裝)與凍結(jié)劑直接接觸，食品在與凍結(jié)劑換熱后，迅速降溫凍結(jié)。食品與凍結(jié)劑接觸的方法有噴淋法、浸漬法，也可兩種方法同時使用。 直接接觸凍結(jié)法所使用的凍結(jié)劑有兩類：一類是經(jīng)制冷系統(tǒng)降溫后的載冷劑，另一類是超低溫制冷劑。該方法要求凍結(jié)劑無毒、不易燃、不易爆，與食品接觸后，不對食品產(chǎn)生污染、不改變食品原有的成分和性質(zhì)。根據(jù)所使用的凍結(jié)劑不同，直接接觸凍結(jié)裝置可分為載冷劑凍結(jié)裝置和

30、超低溫制冷劑凍結(jié)裝置。(一) 載冷劑接觸凍結(jié)裝置 常用的載冷劑有鹽水、丙二醇、丙三醇等的水溶液。 作為載冷劑的鹽水通常為氯化鈉或氯化鈣的水溶液。鹽水粘度小，比熱容大，價格低廉，但其腐蝕性強(qiáng)，使用時應(yīng)加入一定量的防腐蝕劑（常用的防腐蝕劑為重鉻酸鈉和氫氧化鈉，用量視鹽水濃度而定）；為了加快凍結(jié)速度，鹽水的濃度應(yīng)使其冰點(diǎn)低于或等于18，以增加熱交換的溫差；鹽水不能用于不應(yīng)變成咸味的未包裝食品。 丙二醇、丙三醇的水溶液無毒且無腐蝕性，但其粘度高而加工貴，換熱較鹽水差。丙二醇有辣味，為此，丙二醇在直接凍結(jié)法中的用途通常限于包裝食品，60（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）丙二醇與40(質(zhì)量分?jǐn)?shù))水的混合物的冰點(diǎn)為51.1；丙三

31、醇有甜味，可用來凍結(jié)水果，但不能用于不應(yīng)變成甜味的食品，67(質(zhì)量分?jǐn)?shù))丙三醇水溶液的冰點(diǎn)為47。 要想達(dá)到更低的溫度，可使用聚二甲基硅醚或右旋檸檬堿，其冰點(diǎn)分別為111.1和967。圖5-2-17是一種鹽水浸漬凍結(jié)裝置，主要用于魚類的凍結(jié)。其特點(diǎn)是冷鹽水既起凍結(jié)作用，又起輸送魚的作用，省去了機(jī)械送魚裝置，凍結(jié)速度快，干耗小，當(dāng)鹽水溫度為1920時，每公斤2540條的沙丁魚從初溫4降至中心溫度13僅需15min。裝置中與鹽水接觸的容器用玻璃鋼制成，有壓力的鹽水管道用不銹鋼材料，其它鹽水管道用塑料，從而解決了鹽水的腐蝕問題。該裝置工作時，冷鹽水被泵輸送到進(jìn)料口，在此處與魚混合后進(jìn)入進(jìn)料管，鹽水渦

32、流下旋，使魚克服浮力而到達(dá)凍結(jié)器的底部，凍結(jié)后，魚體密度減小，慢慢浮至液面，然后由出料機(jī)構(gòu)送到滑道，在此魚和鹽水分離，魚進(jìn)入出料口。在凍結(jié)器內(nèi)，鹽水與魚體換熱后溫度升高，密度減小，從而使凍結(jié)器中的鹽水呈一定的溫度梯度，上部溫度較高的鹽水溢出凍結(jié)室與魚體分離，進(jìn)入除鱗器除去鱗片等雜物，然后返回鹽水箱，與鹽水冷卻器直接換熱后降溫，完成一次工作循環(huán)。（二）超低溫制冷劑凍結(jié)裝置 同一般的凍結(jié)裝置相比，這類凍結(jié)裝置的凍結(jié)溫度更低，所以常稱為低溫凍結(jié)裝置或深冷凍結(jié)裝置。其共同特點(diǎn)是沒有制冷循環(huán)系統(tǒng)，在低溫液體與食品接觸的過程中實(shí)現(xiàn)凍結(jié)。 常用的超低溫制冷劑有液態(tài)氮（LN2）、液態(tài)二氧化碳(LCO2)和液態(tài)

33、氟利昂12(LR12)。 1.液氮凍結(jié)裝置液氮的汽化潛熱為198.9kJ/kg，定壓比熱容為1.034kJ/(kg·K)，沸點(diǎn)為-1958。從沸點(diǎn)到-20凍結(jié)終點(diǎn)所吸收的總熱量為383kJ/kg，其中-195.8的氮?dú)馍郎氐?20時所吸收的熱量為182kJ/kg，幾乎與汽化潛熱相等，這是液氮的一個特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用時，這部分冷量應(yīng)加以利用。液氮凍結(jié)裝置大致有浸漬式、噴淋式和冷氣循環(huán)式三種型式。幾乎適于凍結(jié)一切體積小的食品。液氮凍結(jié)裝置的特點(diǎn)如下：液氮無毒，且對食品成分呈惰性，由于在凍結(jié)和帶包裝貯藏過程中替代了空氣，可防止食品的氧化、變色且有保香作用；由于液氮與食品直接接觸，以200以上

34、的溫差進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換，故凍結(jié)速度極快，每分鐘能降溫715。食品內(nèi)的冰結(jié)晶細(xì)小而均勻，對凍品組織的破壞性小，凍品質(zhì)量高；食品與液氮接觸完全，傳熱阻力小。凍結(jié)食品的干耗小。用一般凍結(jié)裝置凍結(jié)的食品，其干耗率在36之間，而用液氮凍結(jié)裝置凍結(jié)，干耗率僅為0.61%。所以，適于凍結(jié)一些含水分較高的食品，如楊梅、西紅柿、蟹肉等；占地面積小，一次性投資低，裝置效率高；液氮成本高，不宜凍結(jié)廉價的食品。(1) 液氮噴淋凍結(jié)裝置 圖5-2-18為噴淋式液氮凍結(jié)裝置，它由隔熱隧道式箱體、噴淋裝置、不銹鋼絲網(wǎng)帶、傳動裝置、攪拌風(fēng)機(jī)、電氣控制柜等組成。食品放置在傳送帶上，依次經(jīng)過預(yù)冷區(qū)、凍結(jié)區(qū)、均溫區(qū)凍結(jié)。風(fēng)機(jī)將凍結(jié)區(qū)內(nèi)溫度較低的氮?dú)廨斔偷筋A(yù)冷區(qū)，經(jīng)換熱使食品預(yù)冷。預(yù)冷后的食品進(jìn)入凍結(jié)區(qū)后，霧化管噴出的霧化液氮直接噴淋在食品表面，食品受冷卻而被凍結(jié)。凍結(jié)溫度可通過調(diào)整儲液罐壓力改變液氮噴射量來控制，凍結(jié)時間可通過調(diào)節(jié)傳送帶速度來調(diào)整，以滿足不同種類和形狀食品的工藝要求。由于食品表面和中心的溫度